DE90227C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

KLASSE 20: Eisenbahnbetrieb.

in LYON.

Vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Apparat zur genauen Controle und zum Aufzeichnen aller Bewegungen eines beliebigen Fahrzeuges, besonders von Eisenbahnwagen.

Der neue Apparat controlirt und verzeichnet die Geschwindigkeit an jedem Punkte der Strecke, den Aufenthalt, Rückwärtsgang, sowie die Bewegung auf der Stelle, ferner die Stunde, in welcher dieses Fahrzeug einen beliebigen Punkt der Strecke passirt hat, die Stunde der Ankunft und die Abfahrtzeit, den Zustand der Stabilität des Geleises, die Stöfse, die Neigungen der Bahn sowie die horizontale Entfernung der durchfahrenen Strecke.

Der Apparat gestattet ferner dem Wagenführer, jederzeit die Neigungen der Bahn, die Fahrgeschwindigkeit derart zu beobachten, dafs er die Maschine regelrecht zu führen, im gewünschten Augenblick die Bremse anzuziehen und die Geschwindigkeit zu ändern vermag, da bekanntlich eine gewisse, bei horizontaler Strecke noch ungefährliche Geschwindigkeit bei einer Neigung der Bahn sehr gefährlich werden kann.

Der Apparat giebt einerseits graphische Aufzeichnungen :

1. von der horizontalen zurückgelegten Entfernung, welche als Basis für die Neigungscurve dient,

2. von der Neigung der durchfahrenen Bahnstrecke,

3. von dem Zustand des Geleises und den Stöfsen,

4. von der Geschwindigkeit an einem beliebigen Punkt der Strecke,

5. von der Zeit und folglich dem Rückgang und dem Lauf auf der Stelle;

andererseits gestattet er einen klaren Ueberblick über

1. die Neigung,

2. die Geschwindigkeit und

3. die Zeit.

Fig. ι der Zeichnung ist eine äufsere Ansicht des Apparates.

Fig. 2 zeigt die inneren Mechanismen in Vorderansicht,

Fig. 3 dieselben in Seitenansicht und

Fig. 4 in oberer Ansicht.

Fig. 5 zeigt verschiedene Diagramme, wie sie von diesem Apparat aufgezeichnet werden.

Fig. 6 dient zur Erklärung des Princips, auf welchem die Construction des die Aufzeichnung der horizontalen Entfernung bewirkenden Apparattheiles beruht.

Fig. 7 zeigt die Construction des die Aufzeichnung der Zeit bewirkenden Daumens.

Fig. 8 zeigt die Art und Weise der Bethätigung des Apparates.

Bevor mit der Beschreibung der einzelnen Apparattheile und des Organes, welches die Aufzeichnung der horizontalen Entfernung gestattet, begonnen wird, mögen zunächst die Verhältnisse dargelegt werden, aus welchen sich die genaue Form dieses Organes, des Rotationskörpers G, herleiten läfst.

Wenn ein Fahrzeug eine horizontale Strecke B A (Fig. 6) durchfährt und eines seiner Räder die Geschwindigkeit auf ein Rad D überträgt, auf dessen Achse sich ein Rad E befindet, so zeigt ein Punkt e auf dem Umfang des letzteren Rades durch seine Bahn in einem gewissen Mafsstabe die horizontale durchfahrene Strecke B A an.

Wenn das von B kommende Fahrzeug die Strecke B C durchfährt, dann giebt der Punkt e durch seine Bahn in einem gewissen Mafsstabe die Enfernüng BC an, der Punkt e macht dann einen gröfseren Weg, da B C > B A ist.

Wollte man nun die durchfahrene Strecke BC, d. h. deren Projection BA messen, so ist es nothwendig, dafs der Punkt e in beiden Fällen dieselbe Strecke zurücklegt. Dies ist aber unmöglich, da die Anzahl der Umdrehungen des Rades E nothwendig gröfser ist, wenn das Fahrzeug die Strecke B C durchfährt, weil B C > B A ist.

Wenn sich der Winkel B vergröfsert, vergröfsert sich die Länge der Linie B-C, ebenso die Anzahl der Umdrehungen des Rades, denn

-^=COsB. (i)

Es bezeichne η die Anzahl der Umdrehungen des Rades E beim Befahren der Strecke B A

die Anzahl der Umdrehungen des

Rades E beim Befahren der Strecke B C, r sei der Radius des Rades E.

Man erhält dann die Gleichungen

2 π Rn = c,
2 π R η¹ = a.

Dividirt man die eine durch die andere dieser ■beiden Gleichungen, so erhält man

und aus Gleichung ι

= COsB.

Um die Aufgabe zu lösen, mufs man haben

was unmöglich ist, da man eine constante Gröfse 2 π R hat und η von n¹ immer verschieden ist.

Um diese Gleichung möglich zu machen, mufs also R veränderlich sein, d. h. wenn 2 · R ■ Tr · η der Umfang des Rades E ist beim Lauf des Fahrzeuges von B nach A, so mufs 2-JR¹TT^n¹ der Umfang des Rades E sein beim Lauf des Fahrzeuges von B nach C Die Länge B C ist aber je nach dem Winkel B veränderlich; R¹ wird also eine je nach dem Winkel B veränderliche Gröfse.

In jedem Fall, wie auch die Gröfse des Winkels B sei, mufs man immer haben

2 π Rn = 2 π R¹ n^l

Rn =	R1H
η	R1
~n}~'	IT"

Vergleicht man die Gleichungen 2 und 3, so erhält man

R¹

daher

R¹ = R cos B.

Wenn demnach der Umfang des Rades E je nach dem Cosinus des Winkels B variiren kann, so giebt der Punkt e immer, wie grofs auch der Winkel B sein mag, bei seiner Drehung die durchlaufene horizontale Entfernung in einem gewissen Mafsstab an.

Wenn der Umfang des Rades E nicht variiren kann, wird letzteres durch einen Rotationskörper G ersetzt, dessen Erzeugende eine nach dem Cosinus des Winkels B veränderliche Curve und dessen Radius demnach nach dem Cosinus von B veränderlich ist.

Indem man diesen Körper G auf seiner Achse nach dem Werthe des Winkels B verschiebt, überträgt er verschiedene Geschwindigkeiten auf ein Rad von unveränderlichem Radius, und ein auf dem Umfang dieses Rades befestigter Punkt giebt immer die durchfahrene horizontale Strecke in einem gewissen Mafsstab an, gleichgültig, wie grofs auch der Winkel B ist.

Dieser Rotationskörper G wird gemäfs Formel 4 wie folgt erzeugt.

Auf einer Linie x-y (Fig. 6) wird im Punkt O eine Senkrechte O L errichtet. Um diesen Punkt als Mittelpunkt wird zur Linken der Senkrechten mit dem Radius R ein Viertelkreis beschrieben. Von L an wird dieser Viertelkreis in 18 Theile von je 5⁰ getheilt und von diesen Theilpunkten werden Senkrechte auf der Geraden O L errichtet. Rechts von O wird X Y in 18 gleiche Theile getheilt und in den Theilpunkten werden Senkrechte errichtet, welche mit den auf OL von den Theilpunkten des Viertelkreises aus errichteten Senkrechten zusammentreffen, und zwar die erste auf X Y errichtete Senkrechte mit der ersten auf O L errichteten Senkrechten; die zweite auf X Y errichtete· Senkrechte mit der zweiten der auf OL errichteten Senkrechten u. s. w.

überträgt und folglich auf die Achse n>', auf welcher eine Rolle χ befestigt ist. Zwischen dieser und einer anderen Rolley ist ein Papierband ^ hinweggeführt, das durch die Drehung der Rolley mitgenommen wird. Dieses Papierband \ empfängt demnach seine Bewegung vom Rotationskörper G und läfst an seiner abgewickelten Länge ein bestimmtes Verhältnifs der durchfahrenen horizontalen Strecke erkennen. Die Bewegung des Bandes ergiebt sich aus der Construction des Körpers G und dessen Längsbewegung auf seiner Achse.

Auf der Achse n> der Rolle χ (Fig. 2 und 3) unterhalb des Rades ν befindet sich ein anderes Rad v¹, welches ebenfalls von der Achse ip gedreht wird. Dieses Rad v^l überträgt seine Bewegung mittelst einer Kette auf ein auf Welle jp^l befestigtes Rad v² (Fig. 2), infolge dessen wird eine auf der Achse w^l befestigte Walze x¹ gedreht und zwischen dieser und einer Walze y¹ ist das Papierband hindurchgeführt. Die von dem Rad v¹ auf das Rad v'² übertragene Bewegung gestattet dem Papierband, beim Rückgang des Fahrzeuges sich in , entgegengesetzter Richtung zu bewegen, wobei es auf der Strecke zwischen den Walzen χ und x^l gespannt gehalten wird, d. h. an dem Theil, wo sich verschiedene Stifte zur graphischen Aufzeichnung des Rückwärtsganges des Fahrzeuges befinden.

Das Papierband wickelt sich beim Vorwärtsgang des. Fahrzeuges von der Spule 2 (Fig. 4) ab, weiche auf einer mit Bremsscheibe 4 versehenen Achse 3 befestigt ist. Das Band geht zwischen den Walzen X¹J^¹ und xy hindurch und wickelt sich dann auf die Spule 5 auf (Fig. 3 und 4). Die Spulen tragen je an ihrem oberen Ende eine Schnurrolle, welche mittelst endloser Schnur unter sich verbunden sind. Wenn das Papier durch die Bewegung der Walzen χ und x¹ mitgenommen wird, wickelt es sich von der Spule 2 ab und die die oberen Enden der Spulen verbindende Schnur wickelt das Papier auf die gleichfalls gedrehte Spule 5.

Beim Rückwärtsgang des Fahrzeuges findet der umgekehrte Vorgang statt.

Das abgewickelte Papier giebt ein bestimmtes Verhältnifs für die durchfahrene horizontale Strecke an.

Die Neigung der Bahn wird durch folgende Einrichtung aufgezeichnet.

An dem unteren Theil der Walze e befindet sich ein halbkreisförmiger Zahnkranz, welcher eine auf einer Schiene 8 gleitende Zahnstange 7 bewegt. Diese Zahnstange, weiche sowohl oben als auch seitlich gezahnt ist, dreht bei ihrer Verschiebung ein Rad 9 (Fig. 2 und 4) und mit ihm das auf derselben Achse 10 befestigte Kegelrad 11, welches seine Bewegung auf das mit doppeltem Zahnkranz versehene Kegelrad 12 (Fig. 2 und 3) überträgt. Der eine Zahnkranz empfängt die Bewegung vom Kegelrad 11 und der andere überträgt dieselbe auf eine Zahnstange 13, weiche in der Querschiene ι (Fig. 2 und 3) gleitet. Der obere Theil dieser Zahnstange geht nicht über den oberen Theil der Querschiene 1 hinaus und ist mit einem Dreieck 14 (Fig. 2) versehen.

Wenn die Bahn, auf welcher sich das Fahrzeug befindet, ansteigt oder fällt, dann schwingt der Gewichtshebel f (Fig. 3) nach β oder α; die Walze e empfängt diese Bewegung und überträgt dieselbe durch Zahnstange 7 und die Räder 9, 11, 12 auf die Zahnstange 13 und demnach auf das Dreieck 14, welchem dadurch ' eine Längsbewegung auf der Querschiene 1 ertheilt wird. Zwischen den Querschienen 1 (Fig. 1) sind zwei Schienen 15 gelagert, welche so ausgespart sind, dafs das Dreieck 14 mit der Zahnstange 13 an denselben vorbeigehen kann, und zwischen diesen beiden Schienen 1 5 kann sich eine Tafel 16 (Fig. 2) in Führungsnuthen senkrecht bewegen (Fig. 4).

Das Dreieck 14, welches an den Schienen 15 quer vorbeigeht, legt sich gegen die Tafel 16. Wenn daher der Gewichtshebel f in Richtung nach β oder nach α (Fig. 3) schwingt, so geht das Dreieck 14 nach links oder nach rechts (Fig. 2) und hebt oder senkt die Tafel 16. Eine an der Tafel vorgesehene Krampe 17 trägt einen Stift, der sich gegen das Papierband legt und die' Neigungen aufzeichnet.

Angenommen, dafs die Abmessungen und Verschiebungen des Dreiecks zur Aufzeichnung von Winkeln nicht über 30⁰ berechnet sind. Wenn sich das Fahrzeug auf horizontaler Strecke befindet, geht die durch die Achse des Zeichenstiftes errichtete Verticale durch die Mitte der Hypotenuse des Dreiecks. Steigt die Bahn und bildet sie mit der Horizontalen einen Winker von 30⁰, dann geht das Dreieck 14 um ejne Entfernung nach links (Fig. 2), welche gleich ist der halben Grundlinie und die durch die Achse des Zeichenstiftes gehende Verticale fällt mit der kleinen Seite des rechten Winkels dieses Dreiecks zusammen, d. h. der Zeichenstift hat sich um die halbe Höhe des Dreiecks gehoben.

Wenn die Bahn geneigt ist und mit der Horizontalen einen Winkel von 30⁰ bildet, so geht das Dreieck 14 (Fig. 2) um eine Entfernung nach rechts, welche gleich ist der halben Grundlinie; alsdann berührt die durch die Achse- des Zeichenstiftes gehende Verticale die Spitze des Dreiecks, d. h. der Zeichenstift hat sich um die halbe Dreieckshöhe gesenkt.

Wenn die Bahn um i° steigt oder fällt, geht das Dreieck nach links oder rechts (Fig. 2) und der Zeichenstift hebt sich oder senkt sich um ¹Z₃₀ der halben Dreieckshöhe oder um Y₆₀ der ganzen Dreieckshöhe.

Wir haben dann . , ■■ . ,

OL = R- cos o°
O₁L₁ = A-COS₅ ⁰
O₂L₂ =.R- cos io°

0₁₇ L₁₁ = R-cos 8c,⁰

0₁₈ L₁₈ = R · cos 90⁰ = o.

Verbindet man die Punkte L L₁ L₂ L₁₈

mit einander, so erhält man eine Curve, deren Abstand von der Achse X Y sich bis R verändert, d. h. von cos o° bis zu Null (cos 90⁰). Beim Drehen dieser Curve um die Achse X Y erhält man die Mantelfläche des Körpers G.

Um die Curve genauer zu erhalten, theilt man den Viertelkreis beispielsweise in 90 oder 180 Theile und 0-O₁₈ gleichfalls in 90 oder 180 Theile.

Es folgt aus dieser Construction, dafs man dem Körper G eine mehr oder weniger grofse Länge geben kann.

Die den Apparat bildenden verschiedenen Mechanismen sind in einem Metallgehäuse a eingeschlossen, dessen Wände die Achsen und Querstangen tragen, auf welchen sämmtliche Apparattheile angeordnet sind. Der Körper G wird von einer Welle b getragen, auf welcher eine Scheibe oder ein Rad C aufgesetzt ist. Letzteres empfängt die Bewegung und überträgt dieselbe auf die Achse b und deren Körper G.

Der Körper G kann unbehindert seiner Drehung auf der Achse längsweise verschoben werden, zu welchem Zweck in der Achse eine Nuth vorgesehen ist.

Eine Achse d trägt eine Walze e, welche der Bewegung des auf der Achse d in der Mitte der Walze befestigten Gewichtshebels f folgt.

Ein die Achsen b d verbindender Bügel g (Fig. 2) wird längsweise auf diesen Achsen geführt und nimmt den Körper G mit, wenn die Walze e, dem von ihr getragenen Gewichtshebel folgend, sich in einer oder der anderen Richtung dreht. Der Bügel g ist mit einer Stange h versehen, deren Ende mittelst einer von ihm getragenen Rolle i in eine NuIh _/ der Walze e eintritt (Fig. 2).

Wenn das diesen Apparat tragende Fahrzeug sich auf einer ansteigenden Wegstrecke befindet, so schlägt der Gewichtshebel f nach β (Fig. 3) aus und dreht die Walze e hierbei mit und die Nuth j überträgt auf die Rolle i, die sich nur in der Längsrichtung verschieben kann, eine Bewegung und alsdann nimmt die Rolle die Stange h, den Bügel g und den Rotationskörper G in der Richtung des in Fig. 3 gezeigten Pfeiles mit. Wenn das Fahrzeug sich auf einer geneigten Strecke bewegt, so vollzieht sich dasselbe im umgekehrten Sinne.

Angenommen, das Fahrzeug befände sich auf einer Bahn, welche mit der Horizontalen einen Winkel von 90⁰ bildet. Dann schwingt der Gewichtshebel f gegen β (Fig. 3), so dafs er mit seiner normalen Lage einen Winkel von 90⁰ bildet, wobei er den Körper G auf seiner Achse um eine Entfernung gleich der Länge dieses Körpers mitnimmt (unter normaler Lage wird die Lage des Gewichtshebels f verstanden, welche er einnimmt, wenn sich das Fahrzeug auf horizontaler Strecke befindet).

Falls die Bahn eine Steigung gegen die Horizontale im Winkel von i° macht, wird der Körper G auf seiner Achse um Y₉₀ seiner Länge mitgenommen und bei einem Winkel

„ η . _T

von η um — seiner Länge.
90

Der Rotationskörper G überträgt die von seiner Achse b empfangene Bewegung durch Reibung auf das Rad' k. Dieses Rad k besteht aus zwei Theilen, der eine Theil steht in reibender Berührung mit dem Körper G, während der andere gezahnt ist und mit einem Rad / behufs Drehung desselben in Eingriff steht. Dieses Radsystem k I ist in einem Block m befestigt, der sich längsweise auf der Stange η verschieben läfst.

Von dem Rad / wird mittelst einer über Leitrollen ρ q geführten Kette die Bewegung auf ein festes Rad 0 übertragen. Die Räder / 0 sowie die Rollen ρ q sind an gegenüberliegenden Winkeln eines Gelenkparallelogrammes gelagert derart, dafs, welche Stellung auch der Block wz auf der Stange η einnehmen mag, die die Räder / 0 verbindende Kette immer gespannt ist. Wenn demnach das Fahrzeug sich auf einer einen beliebigen Winkel mit der Horizontalen bildenden Bahn befindet, wird der Körper G auf seiner Achse b mitgenommen und das Rad k, damit dasselbe immer die dem Körper G mitgetheilte Bewegung aufnehmen kann, an die Achse dieses Körpers herangerückt. Dieses Heranrücken wird mit Hülfe einer nachgiebigen, am Bügel g (Fig. 3 und 4) befestigten Stange r bewirkt, welche entsprechend der Krümmung des Körpers G gebogen ist. Diese Stange r stützt sich auf eine am unteren Theil des Blockes m (Fig. 3) befestigte Laufrolle s (Fig. 4). Wenn daher der Gewichtshebel f der Walze e eine Bewegung ertheilt, welche den Körper G der Walze zu nähern sucht, so nähert die ebenfalls mitgenommene Stange r den Block m der Achse b des Körpers G und hält das Rad k mit dem Körper G in Berührung.

Das Rad ο theilt einem auf derselben Achse befestigten Rad t seine Drehung mit und Rad t überträgt seine Bewegung mittelst einer Kette auf ein Rad 11 (Fig. 4), welches (Fig. 3 und 4) seine Bewegung auf ein Rad ν (Fig. 2, 3 und 4)

• Es zeichnet also der Stift bei ständiger Bewegung des Fahrzeuges in horizontaler Bahn einen nach vorwärts gerichteten Strich auf das Papier. Bei ansteigender Bahn, die einen Winkel von n° mit der Horizontalen bildet, steigt der Stift und er zeichnet dann einen Strich über der Linie, welche die horizontale Strecke angiebt, die Entfernung zwischen diesen beiden Linien, d.h. die Entfernung, um welche der Zeichenstift zwischen den Schienen ι 5 gehoben wird, giebt den Winkel an, welchen die Bahn mit der Horizontalen bildet.

Ist die Bahn eine abschüssige, so wird der Strich unterhalb der Horizontalen gezeichnet und die Entfernung dieser beiden Linien giebt die betreffende Neigung an.

Um auf den ersten Blick die Winkel, welche die Bahn mit der Horizontalen bildet, in Procenten abzulesen, prüft man die Entfernung des Striches oberhalb oder unterhalb der horizontalen Linie, welche Entfernung in einem bestimmten Verhä'ltnifs dem gesuchten Winkel entspricht.

Der vorliegende Apparat giebt gleichzeitig an, wenn das Fahrzeug beispielsweise Erschütterungen durch Ungleichheiten der Bahn empfängt, indem diese Erschütterungen auf den Gewichtshebel f übertragen werden. Der die Neigung angebende Strich ist dann wellenförmig, trotzdem giebt er die Neigung an, wenn man nur einen Mittelstrich, der durch die Mitte der Wellen geht, annimmt. Wenn der Stift Wellen von sehr grofser Bogenweite beschreibt, so giebt dies an, dafs an dieser Stelle des Diagrammes das Fahrzeug nicht in Ordnung ist.

Wenn ein plötzlicher Stofs auf das Fahrzeug ausgeübt wird, dann hebt und senkt sich der die Neigung zeichnende Stift plötzlich und giebt einen senkrechten Strich im Längsstrich.

Die Geschwindigkeit an einem beliebigen Punkt der Bahn wird durch die folgenden Anordnungen aufgezeichnet (Fig. 2 und 3).

Auf einer rotirenden Welle 18 ist ein Querhaupt 19 befestigt, welches durch Gelenkstangen 20, 21, 22 und 23 mit einem auf dieser Achse verschiebbaren Ring 24 verbunden ist. Die Gelenkstangen 20 und 21 tragen an ihrem unteren Theil Gegengewichte 25.

Wenn die Welle 18 . in Drehung versetzt wird, gehen die Gewichte aus einander und nehmen die Lenkstangen mit. Hierbei steigt der Ring 24 je nach der mehr oder weniger schnellen Drehung der Welle 18 mehr oder weniger.

Am unteren Theil des Ringes 24 sind zwei Stangen 26, 27 parallel zur Welle 18 befestigt, die an ihrem anderen Ende einen auf der Welle 18 verschiebbaren Ring 28 tragen; auf diesem Ring ruht eine Scheibe 29, welche in der Mitte ausgespart ist, damit sie auf der Achse 18, d. h. von dem Ring-24 mitgenommen werden kann.

Der Ring 28 ist mit dem Gelenkhebelsystem, welches um die Achse schwingt, fest verbunden, so dafs er an der Drehung desselben theilnimmt und gleichzeitig die Scheibe 29 hebt.

Um zu verhindern, dafs diese Scheibe bei der Drehung des Ringes 28 mitgenommen wird, trägt sie zwei Hülsen 30, welche auf zwei festen Stangen 31 gleiten.

Je nach der Drehungsgeschwindigkeit der Welle 18 hebt oder senkt sich die Scheibe 29 auf dieser Welle. Zwei an den Stangen 26 und 27 befestigte Ansätze 32 veranlassen den Niedergang der Scheibe 29, wenn die Drehungsgeschwindigkeit kleiner wird.

Die Drehung wird auf die Welle 18 wie folgt übertragen.

Das Rad c empfängt, wie bereits erwähnt, die Bewegung des Fahrzeuges und überträgt die Geschwindigkeit auf die Welle b und somit auf das Rad 33 (Fig. 4). Dieses letztere theilt seine Bewegung mittelst Kette den Kegelrädern 34, 35 und 36 mit (Fig. 2). Das Rad 36 sitzt fest auf der Welle 18 und nimmt diese mit.

Die Scheibe 29 ist durch eine Stange 37 mit einer Scheibe 38 verbunden, welche sich frei zwischen den Schienen 1 5 (Fig. 2 und 3) heben und senken kann, und trägt einen Stift 39, der sich gegen das Papierblatt ^ legt, somit an der senkrechten Bewegung theilnimmt.

Zeichnet man, wenn der Apparat in Ruhe ist, zunächst auf das Papierband eine Längslinie, welche durch die Spitze des Stiftes 39 geht, so wird diese Linie die Basis für die Geschwindigkeitscurve (Fig. 5). Jedesmal, wenn das Fahrzeug in Bewegung ist, senkt sich der Stift 39 je nach der Geschwindigkeit des Fahrzeuges mehr oder weniger und die Höhe der Curve über der Linie giebt die Geschwindigkeit des Fahrzeuges an dem betreffenden Punkt seiner Bahn an.

Während sich das Papierband der durch-■fahrenen Strecke entsprechend abwickelt und die Geschwindigkeit und die Neigung aufgezeichnet wird, wird während des Stillstandes des Fahrzeuges die abgelaufene Zeit verzeichnet.

In Folgendem ist die Registrirvorrichtung beschrieben, welche abzulesen ermöglicht, zu wann das Fahrzeug irgend einen Punkt passirt hat, wann dasselbe anhielt und wann es wieder in Bewegung gesetzt ist.

Zu diesem Zweck erhält der Apparat ein Uhrwerk 40, welches eine Drehung beispielsweise in zwei Stunden eine Umdrehung der Welle 41 mittheilt, welche einen Daumen von in Folgendem bestimmter Form trägt.

Vom Mittelpunkt der Welle 41 wird ein Kreis beschrieben und derselbe beispielsweise in 12 gleiche Theile getheilt; jeder dieser Theile

entspricht einem Zeitraum von io Minuten (Fig· 7)·

Durch diese Theilpunkte werden Radien gezogen- und diese über den Kreisumfang verlängert.

Auf ο U₁ wird a_i ^₁ ^λ gleich 5 mm abtragen oa_n - a₀ aJ - 10-

oa_s
0 a.

ο α_Ί

p-a₉

οα₁

20 -

²5 -30 -

²5 -

20 -

^J5 -

IO -

_u ^₁₁ _

An Stelle der gezeigten, einem Zeitraum von 10 Minuten entsprechenden Segmente kann man behufs gröfserer Genauigkeit Segmente wählen, die dem Zeitraum von einer Minute, einer halben Minute etc. entsprechen. Die Punkte a_v ^₁ ¹ a_o ^l (Z₁₁ ¹ α werden zu einer Curve verbunden und diese giebt die Form des Daumens 42.

Angenommen, dafs ein Zeichenstift 43 sich bei α (Fig. 7) gegen das Papierband lege und von dem Daumen 42 so bethätigt würde, dafs es sich nur in der durch die Linie v-v¹ festgesetzten Richtung mit bewegen kann. Es werde ferner angenommen, dafs es 7 Uhr ist, wenn der Daumen die in Fig. 7 angegebene Stellung einnimmt. Dann ist um 7 Uhr der Punkt α auf der Linie v-v¹, um 7 Uhr 10 Minuten der Punkt a¹, und zwar letzterer 5 mm höher als ersterer. Der Schreibstift steigt alle 10 Minuten um 5 mm. Um 7 Uhr 20 Minuten liegt der Punkt a.₂ ^l auf der Linie v-v¹ 10 mm höher als die von dem Punkt α vorher eingenommene Lage, und der Schreibstift ist seit 7 Uhr um 10 mm gestiegen u. s. w. Um 8 Uhr kommt der Punkt ^₆ ¹ auf die Merklinie v-v¹ 30 mm oberhalb der vorher vom Punkt α eingenommenen Lage und der Schreibstift ist seit 7 Uhr um 30 mm gestiegen. Der Schreibstift hat demnach von 7 Uhr bis 8 Uhr einen senkrechten Strich gezeichnet, und zwar ¹J₂ mm Länge pro Minute. Von 8 Uhr bis 9 Uhr geht der Schreibstift wieder unter denselben Bedingungen herunter.

Wenn das Papierband eine Horizontalbe-. wegung annimmt, erhält man auch davon eine Aufzeichnung, und wenn man vorher eine horizontale, durch die Spitze des Schreibstiftes gehende Linie zeichnet, wenn er die 7 Uhr entsprechende Stelle einnimmt, und eine zweite horizontale Linie, wenn er die 8 Uhr entsprechende Stelle hat, so wird der Stift sich immer innerhalb dieser beiden Linien bewegen. Um 7 Uhr wird seine Spitze auf dem unteren horizontalen Strich, um 8 Uhr auf den oberen horizontalen Strich, um 9 Uhr auf dem unteren horizontalen Strich sein u. s. w.

Die Stunden werden demnach durch die Berührungspunkte (Diagramm 3, Fig. 5) der Zeitcurve mit den beiden Horizontalstrichen und die Zeit an einem beliebigen Punkt der Strecke durch die Berührung des letzteren Punktes mit einer der Grundlinien gegeben. Die Anzahl der Minuten wird durch den Abstand dieses Punktes von der Grundlinie bestimmt.

Der Schreibstift 43 wird von einem Schieber 44 getragen, welcher zwischen den beiden Schienen 1 5 gleiten kann. Die Bewegung dieses Schiebers erfolgt durch den einen Arm des um Bolzen 46 drehbaren Hebels 45, dessen anderer Arm in einer Schiene 47 geführt und vom Daumen 42 bethätigt wird. Ein Uhrwerk 40 dreht den Daumen 42, der dem Schreibstift 43 bezw. dessen Schieber 44 mittelst des Hebels 45 die Auf- und Abbewegung ertheilt. Wenn der Daumen 42 eine halbe Umdrehung gemacht hat, ist der Schreibstift in seiner unteren Lage (Fig. 5, Diagramm 3). Setzt der Daumen 42 seine Drehung fort, dann steigt der Schreibstift wieder, so dafs, wenn der Daumen eine Umdrehung vollendet hat, der Schreibstift in seiner oberen Stellung angelangt ist (vorausgesetzt, dafs der Daumen 42 ursprünglich die in Fig. 2 gezeigte Lage eingenommen hat).

Der vorliegende Apparat macht nicht allein graphische Aufzeichnungen, sondern er gestattet auch das Ablesen der Zeit, der Neigung und der Geschwindigkeit in einem gegebenen Zeitpunkt. Wie beschrieben, trägt die Platte 16 einen die Neigungen aufzeichnenden Stift 17, welcher sich hebt oder senkt, je nachdem das Fahrzeug eine ansteigende oder geneigte Bahn befährt.

Diese Platte trägt eine Stange 48, deren Ende mit einer Scala 49 versehen ist (Fig. 1 und 4). Diese Scala entspricht den Bewegungen der Tafel 16 und steigt oder fällt, je nach der Neigung der vom Fahrzeug befahrenen Strecke.

Der Zeiger dieser Scala stellt sich in der Mitte der Scala auf Null ein, wenn sich das Fahrzeug auf horizontaler Strecke befindet. Kommt nun eine Steigung, so hebt sich die Scala und zeigt durch die Eintheilung an, dafs in diesem Augenblick die Bahn in einem bestimmten Verhältnifs steigt. Wenn die Bahn eine abschüssige wird, dann fällt die Scala, vom Nullpunkt an gerechnet,- und zeigt an, dafs in diesem Augenblick die Bahn in einem bestimmten Verhältnifs fällt.

Diese Angaben gestatten dem Führer, in geeigneten Zeitpunkten die Bremsen anzuziehen, wenn die Dunkelheit oder eine andere Ursache, den Ueberblick über die seitlich am Weg bezw. dem Bahnkörper aufgestellten Tafeln verhindern sollte. Wie ebenfalls erwähnt, steigt die Scheibe 29 je nach der Geschwindigkeit auf der Achse 18 empor. An dieser Scheibe ist

eine Stange 50 befestigt, welche in eine Zahnstange 57 endigt. Letztere empfängt somit eine senkrechte Bewegung, welche sie auf ein Zahnrad 52 überträgt, auf dessen Achse ein Zeiger 53 gelagert ist, der sich nach der Geschwindigkeit in irgend einem Zeitpunkt auf einem Zifferblatt einstellt. Im Ruhezustande steht der Zeiger auf Null. -

Das Uhrwerk bethätigt die Zeiger zur Angabe der Stunden in gewöhnlicher Weise.

Das Papierband ^. wird in der Richtung des Pfeiles (Fig. 5) mitgenommen und wird gegenüber den drei senkrecht bewegten Schreibstiften 17, 39, 43 verschoben, so dafs drei Aufzeichnungen gemacht werden.

Die erste Aufzeichnuug giebt die horizontale Strecke, die Neigung, den Zustand des Geleises und die Stöfse an. Die Linie x-y entspricht der horizontalen Entfernung und dient als Basis für die Neigungscurve.

Die zweite Aufzeichnung giebt die Geschwindigkeit an; die Linie x^xy^l ist die Basis für die Curve der Geschwindigkeiten. Wenn die Geschwindigkeit gleich Null ist, d. h. das Fahrzeug in Ruhe ist, dann fällt die Geschwindigkeitscurve mit der Basis zusammen. Die mit der Linie x^l-y^l parallele Linie X₁ ¹^r/ ist die Linie für die zulässige Maximalgeschwindigkeit; wenn die Geschwindigkeitscurve diese Linie kreuzt oder überschreitet, so zeigt dies an, dafs an diesen Punkten die zulässige Maximalgeschwindigkeit überschritten wurde.

Die dritte Aufzeichnung giebt den Zeitpunkt an, in welchem das Fahrzeug einen beliebigen Punkt passirt hat, den Aufenthalt, sowie dessen Dauer, den Zeitpunkt, in welchem dieser Aufenthalt stattgefunden hat, den todten Gang, sowie den Rückwärtsgang.

Die Linie x^-y* und x.^-y^ sind die Linien, zwischen welchen sich der Schreibstift für die Zeiten bewegt. Wenn die graphische Zeitcurve die Linie x'²-y² im Fall einer Umdrehung des Daumens 42 in zwei Stunden berührt, so bedeutet dies, dafs die Stunde, in welcher der Stift an diesem Punkt war, beispielsweise eine ungerade war, während die Stunde, in welcher der Stift auf der Linie X₂ ^1-J^¹ war, eine gerade war.

Für das Ablesen des Diagrammes ist es eine Erleichterung, dafs wenn der Punkt der Strecke, für welche man die Aufzeichnung sucht, z. B. A ist, der entsprechende Punkt in der ersten Aufzeichnung a, in der zweiten a¹ und in der dritten Aufzeichnung a¹ sein wird.

Die Linie o-o^l-oⁱ bezeichnet die Abfahrtstelle. . .

Man liest die graphische Aufzeichnung allgemein wie folgt ab (Fig. 5).

In einem Punkt A, welcher in einer Entfernung ο α vom Abfahrtspunkt liegt, steigt die Bahn in einem durch die Länge α α¹ gegebenen Verhältnifs. An diesem Punkt hatte das Fahrzeug eine Geschwindigkeit gleich Null, d. h. es ist an diesem Punkt um 7 Uhr und einige Minuten angehalten worden; die Anzahl der letzteren, ist durch die Höhe a? m gegeben. Der Stillstand hat eine gewisse Anzahl Minuten gedauert, welche durch die Länge mn bestimmt sind. Das Fahrzeug ist wieder in Gang gesetzt um 7 Uhr und einige Minuten, deren Anzahl durch die Höhe α² η bestimmt ist. .

Wenn man die Neigungscurve untersucht, so 6ndet man, dafs dieselbe von a¹ bis e¹ wellenförmig, von A bis E demnach diese Strecke schlecht ist.

Bei dem in einer Entfernung 0 b vom Abfahrtpunkt der Bahn gelegenen Punkt steigt die Strecke in einem gewissen Verhältnifs an, welches durch die Höhe b b^l bestimmt ist; die Maschine hat diesen Punkt B mit einer Geschwindigkeit passirt, welche durch die Höhe ^b₁ ¹ gegeben ist, und welche in diesem Punkt das zulässige Maximum erreicht hat. Es war im Augenblick der Vorüberfahrt bei B 8 Uhr und einige Minuten, deren Anzahl durch die Höhe b₂ b₂ ^l gegeben ist.

Bei der Abfahrt von diesem Punkt vergröfserte sich die Geschwindigkeit, sie überschritt das Maximum und erreichte ein Maximum im Punkt C, welcher in einer Entfernung oc vom Abfahrtspunkt liegt.

Diesen Punkt hat das Fahrzeug mit einer durch C₁ C₁ ¹ gegebenen Geschwindigkeit passirt; es war zur Zeit der Vorüberfahrt 7 Uhr und eine Anzahl Minuten, die durch die Höhe c, C₂ ¹ gegeben ist.

Bei der Abfahrt vom Punkt C verringerte sich die Geschwindigkeit und erreichte wieder das zulässige Maximum im Punkt D.

Im Punkt F, in einer Entfernung of von der Abfahrtstelle, steigt die Strecke in einem durch die Höhe ff¹ gegebenem Verhältnifs. An diesem Punkt erreichte das Fahrzeug die zulässige Maximalgeschwindigkeit. Diese Geschwindigkeit vergröfserte sich noch, bis sie wieder bei G auf die zulässige Maximalgeschwindigkeit herunterging.

Untersucht man die Zeitcurve, so findet man, dafs diese parallel zu x.₂y₂ l'^e8'? dafs also der Schreibstift für die Zeitcurve während der Abwickelung des Papierbandes auf derselben Höhe stand; die Geschwindigkeit war während einer äufserst kurzen Zeit sehr grofs und das Papierband hat sich abgewickelt, wie wenn eine gewisse Strecke während dieser Zeit zurückgelegt worden ist. Es bedeutet dies, dafs im Punkt F todter Gang vorhanden war und der zwischen den Linien/-/^¹ und g-g₂ ^l liegende Theil der Curve als ungültig anzusehen ist.

Dieser todte Gang hat bei F um 8 Uhr und einige Minuten, deren Anzahl durch dieHöhe^/g¹ gegeben ist, stattgefunden (die Differenz zwi-

sehen /^f₂ ¹ und g₂ g^¹ giebt die Dauer des todten Ganges an). Dieser todte Gang ergiebt sich noch im Hinblick auf die Länge des zwischen dem Abfahrtsort und dem Punkt F abgewickelten Papierbarides, welche beträchtlich, langer ist, als sie sein soll. Die Entfernung, zwischen den Stationen ist bekannt; das in dem ersten Diagramm vorhandene Plus wurde durch den im dritten Diagramm aufgezeichneten todten Gang yeranlafst.

Im Punkt H, welcher in einer Entfernung ο h vom Abfahrtsort liegt, giebt die Neigungscurve an, dafs die Strecke horizontal ist und dafs ein Stofs ausgeübt wurde; das Fahrzeug hat diesen Punkt mit einer durch die Höhe \ Ii₁ ¹ gegebenen Geschwindigkeit passirt. Es war im Augenblick der Vorbeifahrt bei H 9 Uhr und einige Minuten, deren Anzahl durch die Höhe h₂ Zz₂ ¹ gegeben ist.

Im Punkt P, in einer Entfernung op vom Abfahrtsort, war die Strecke eine im Verhältnifs zu der Höhe pp_x abschüssige. Das Fahrzeug hat diesen Punkt mit einer Geschwindigkeit gleich Null passirt, d. h. es stand still. Es war in diesem Augenblick 10 Uhr und eine Anzahl durch die Höhe p.₂ m^l gegebene Minuten.

Wenn man bei diesem Punkt P die Zeitcurve untersucht, so findet man, dafs sie anstatt nach rechts von der Linie p-p'² nach links verläuft, dafs demnach das Papierband eine entgegengesetzte Bewegung, d. h. das Fahrzeug einen Rückgang gemacht hat. Dieser Rückgang hat stattgefunden, bis um 10 Uhr und eine Anzahl durch die Höhe A₂ ?m₂ gegebene Minuten und hat sich erstreckt vom Punkt P bis zum Punkt K, deren Entfernung durch kρ gegeben ist.

Im Punkt K stand das Fahrzeug still, da es seine Bewegungsrichtung änderte. Der Stillstand hat stattgefunden in P von W₁ W₁ und in K von W₂ M₂. Das Fahrzeug ist vom Punkt K um 10 Uhr und eine Anzahl durch Zf₂ n₂ gegebene Minuten abgefahren und hat den Punkt P mit einer durch ρ_χ ρ_λ ^l gegebenen Geschwindigkeit um 11 Uhr und eine Anzahl durch P₂ ¹P₂ ¹¹ gegebene Minuten wieder erreicht.

Die Bewegung des Fahrzeuges wird auf den Apparat mit Hülfe eines auf einer Radachse 57 befestigten Excenters 56 (Fig. 8) übertragen. Dieses Excenter ist von einem Ring 58 mit Stange 59 umschlossen, welche einen Schlitz 60 für den Eintritt eines festen Bolzens 61 bildet. Da das Ende der Stange 59 eine· Ellipse beschreibt, so folgt, dafs der Theil 62 der durch sie getriebenen Kurbel sich der Welle 63 nähert oder von derselben entfernt. Hierbei treten . die beiden Schenkel 64 der Kurbel . in die Enden 65 der Welle 63 kolbenartig ein. Die so der Welle 63 mitgetheilte Bewegung wird in geeigneter Weise auf den Apparat übertragen.

Man kann auch die Bewegung direct . auf die Achse b des Apparates übertragen. Wenn das Ende der Stange 59 eine Kreisbewegung ausführen würde, so würde man trotzdem infolge der durch Temperaturschwankungen bewirkten Längenänderung genöthigt sein, sich dieses Systems zu bedienen. Man kann die Einrichtung zur Bewegungsübertragung derart construiren, dafs die Achsen der so beschriebenen Ellipse sehr klein ausfallen. Man wird das Excenter und die Stange 59 zweckmäfsig umschliefsen.

Man hätte demnach nichts an der Construction des Fahrzeuges zu ändern, es genügt, das Excenter 56 auf der Nabe eines der Laufräder zu befestigen.

Die allgemeine Form des Apparates sowie die Gröfsenverhältnisse seiner verschiedenen Organe können je nach dem Mafsstab, in welchem man die graphischen Aufzeichnungen zu haben wünscht, geändert werden.

Man kann den Schreibstift in Zeiträumen von einer Stunde, zwei Stunden, drei Stunden etc. von einer Basis bis zur 'anderen kufen lassen. Die von dem Uhrwerk 40 bethätigte Stange 41 zur Drehung des Daumens 42 ist derart ausbalancirt, dafs die Drehung der Achse eine constante Geschwindigkeit erhält. Die die Achsenenden aufnehmenden Löcher können nach Bedarf mit Steinlagern versehen werden. Die auf den Platten oder Tafeln 16, 38, 44 (Fig. 2 und 3) befindlichen Schreibstifte können beliebiger Art sein, so jedoch, dafs deren beständige Auflage auf das Papierband gesichert ist. Die Praxis soll gezeigt haben, dafs die Bewegung des Rotationskörpers G, wie grofs auch dessen Geschwindigkeit sei, sich sehr gut durch Reibung auf das Rad k übertragen läfst.

Aus der graphischen Aufzeichnung erkennt man die Erschütterungen des Gewichtshebels, die den Zustand der Strecke anzeigen. Es möchte scheinen, dafs diese Erschütterungen ein Hindernifs für die Bewegungsübertragung des Körpers G wären. Dies ist indessen nicht der Fall. Man kann diese Erschütterung vermindern, indem man die Länge des Gewichtshebels, sein Gewicht etc. verändert oder den Rotationskörper G verlängert etc.

Die durch diese Erschütterungen beim Aufzeichnen der horizontalen Bewegung verursachten Irrthümer kann man vernachlässigen; man kann sie vollständig vermeiden, wenn man ein langes Profil der Strecke mit Hülfe dieses Apparates verzeichnet.

Man kann auch in den Diagrammen die durchfahrene horizontale Entfernung weglassen, indem man die Bewegung direct auf die das Papierband mitnehmende Walze überträgt. Man hätte dann, statt als Basis für die Neigungscurve den horizontalen Abstand zu haben, eine Linie, die die Abwickelung der durchfahrenen

Strecke geben würde. Für Kleinbahn-Lokomotiven kann man den Apparat so construiren, dafs das erste Diagramm wegfällt, die beiden Diagramme für die Geschwindigkeit und Zeit indessen, die in diesem Fall genügen, beibehalten werden.

Das Papier für diese Aufzeichnungen wird carrirt, um das Ablesen zu erleichtern, da, wie ersichtlich, die drei Stifte in derselben Verticalen liegen, die demselben Punkt der Strecke entspricht. Wenn man befürchtet, dafs das Papier sich zwischen den Walzen verschiebt, dafs es steigt oder fä'llt und infolge dessen falsche Aufzeichnungen giebt, kann man zur Controle für jede graphische Aufzeichnung sich eines festen Stiftes bedienen, welcher von neuem die bereits auf das Papier gezeichnete Basis der Curven zeichnet.

Die Eintheilung des Zifferblattes für die Geschwindigkeiten (Fig. i) giebt letztere beispielsweise in Kilometer pro Stunde an. Die Eintheilung der Scala für die Neigungen kann eine beliebige, geeignete sein. Der Apparat kann an seinem oberen Theil behufs Auswechselung des Papierbandes und der Schreibstifte geöffnet werden.

Claims (3)

1. Patent-Ansproche:

   i. Ein Apparat für Eisenbahn- und andere Fahrzeuge zum Aufzeichnen der durchfahrenen horizontalen Entfernung, der Neigungen, des Zustandes des Geleises und der Stöfse, bestehend aus einem Rotationskörper (G), dessen Erzeugende eine nach dem Cosinus des Neigungswinkels der-Bahnstrecke veränderliche Curve bildet, welcher Körper von seiner von einem Rad des Fahrzeuges gedrehten Achse Drehung empfängt und, indem er auf dieser Achse längsweise verschoben wird, auf ein Rad von unveränderlichem Radius verschiedene Geschwindigkeiten überträgt, die einer Walze, auf die sich ein Papierband aufwickelt, mitgetheilt werden, wobei die Längsverschiebung des Körpers (G) durch einen pendelnden, bei Bewegung des Fahrzeuges auf horizontaler Bahn in die senkrechte Lage zurückkehrenden Gewichtshebel hervorgerufen wird, der bei jeder Schwingung eine senkrechte Bewegung eines Schreibstiftes und somit die graphische Aufzeichnung der Neigungscurve, des Zustandes des Geleises und der Stöfse veranlafst und einen Zeiger vor einer Scala einstellt.
2. 2. Ein Controlapparat der unter i. geschützten Art, dadurch gekennzeichnet, dafs die Achse des Körpers (G) eine ein Gelenkparallelogramm (20, 21, 22, 23) mit Schwungmassen (25) tragende Achse ('18) bethätigt, um behufs Aufzeichnung der veränderlichen Geschwindigkeit des Fahrzeuges einem Schreibstift (39) eine senkrechte Bewegung und einem Zeiger unter Vermittelung einer Zahnstange (51) und eines Zahntriebes (52) Drehbewegung mitzutheilen.
3. 3. Eih Controlapparat der unter 1. geschützten Art, dadurch gekennzeichnet, dafs von einem Uhrwerk ein Daumen von besonderer Gestalt (42) bethätigt wird, der behufs Aufzeichnens der Zeitcurve einem Stift (43) senkrechte Bewegung mittheilt, während das Uhrwerk aufserdem die Stunden anzeigt.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.